zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Đề cương bài giảng: Trang bị điện - điện tử

Chia sẻ: Nguyễ Hữu Linh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:99

Báo xấu

487
lượt xem 49
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề cương bài giảng: Trang bị điện - điện tử biện soạn với nội dung các phần tử điều khiển và các khâu bảo vệ điển hình, các nguyên tắc cơ bản điều khiển tự động truyền động điện, trang bị điện nhóm máy cắt kim loại(MCKL). Để nắm vững nội dung chi tiết mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề cương bài giảng: Trang bị điện - điện tử

Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, điện khí hoá, cơ khí hoá và tự động hoá liên quan chặt chẽ với nhau. Đòi hỏi những kỹ sư điện, kỹ sư cơ khí cần được trang bị những kiến thức rất cơ bản về các phần tử điều khiển, các phần tử bảo vệ và các khâu bảo vệ. Các nguyên tắc điều khiển tự động truyền động điện và hệ thống trang bị điện điện tử nhóm náy cắt kim loại. Giáo trình trang bị điện điện tử được biên soạn với các nội dung cô đọng, đầy đủ theo yêu cầu của chương trình môn học trang bị điện điện tử, nhằm cung cấp cho sinh viên chuyên ngành điện nghiên cứu môn mọc này được dễ dàng và hiệu quả hơn. Ngoài ra có thể được dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành cơ khí hàn, cơ khí chế tạo và các bạn đọc. Tài liệu được lưu hành nội bộ tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên. Giáo trình này đã qua chỉnh sửa và tái bản 1 lần nhưng vẫn không thể tránh khỏi những sai sót, Nhóm biên soạn chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc, các em sinh viên và đồng nghiệp để giáo trình được hoàn thiện hơn. Hưng Yên, ngày 01 tháng 01 năm 2008 Nhóm biên soạn Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 1
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 2
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử MỤC LỤC Chương 1: Các phần tử điều khiển và các khâu bảo vệ điển hình 1.1 Các phần tử bảo vệ 3 1.1.1 Cầu chảy 1.1.2 Rơle nhiệt 4 1.1.3 Áptomát 5 1.2 Các phần tử điều khiển 6 1.2.1 Công tắc 1.2.2 Nút ấn 7 1.2.3 Cầu dao 1.2.4 Bộ khống chế 8 1.2.5 Công tắc tơ. 10 1.3 Rơle 1.3.1 Rơle điện tử 11 1.3.2 Rơle trung gian 13 1.3.3 Rơle dòng điện, rơle điện áp 14 1.3.4 Rơle thời gian 15 1.4 Các khâu bảo vệ điển hình 1.4.1 Ý nghĩa của bảo vệ 1.4.2 Bảo vệ ngắn mạch 1.4.3 Bảo vệ quá tải 17 Chương 2: Các nguyên tắc cơ bản điều khiển tự động truyền động điện 18 2.1 Khái niệm chung. 2.2 Các nguyên tắc điều khiển hệ thống truyền động điện kiểu hở 19 2.2.1 Nguyên tắc điều khiển theo thời gian 2.2.2 Nguyên tắc điều khiển theo tốc độ 22 2.2.3 Nguyên tắc điều khiển theo dòng điện 25 2.2.4 Nguyên tắc điều khiển theo hành trình 2.3 Nguyên tắc điều khiển truyền động điện kiểu kín 26 2.3.1 Khâu phản hồi âm điện áp 27 2.3.2 Khâu phản hồi âm tốc độ 30 2.3.3 Khâu phản hồi âm dòng có ngắt 32 2.4 Một số sơ đồ điều khiển động cơ điện 33 Chương 3: Trang bị điện nhóm máy cắt kim loại(MCKL) 37 3.1 Yêu cầu chung về trang bị điện MCKL 3.2 Trang bị điện máy tiện 40 3.3 Trang bị điện máy bào giường 48 3.4 Trang bị điện máy doa 55 Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 3
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử 3.5 Trang bị điện máy mài 58 Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 4
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử CHƯƠNG 1: CÁC PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC KHÂU BẢO VỆ ĐIỂN HÌNH 1.1 Các phần tử bảo vệ 1.1.1 Cầu chì: Là một loại khí cụ dùng để bảo vệ cho thiết bị điện và tránh lưới điện khỏi dòng điện ngắn mạch. Bộ phận cơ bản của cầu chì là dây chảy. Dây chảy thường làm bằng các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp; Với những dây chảy trong mạch có dòng điện làm việc lớn, có thể làm bằng các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao nhưng tiết diện nhỏ thích hợp. Dây chảy thường là những dây tiết diện tròn bằng các lá chì, kẽm, hợp kim chì thiếc, nhôm hay đồng được dập, cắt theo các hình dạng như hình 1.1. Dây chảy được kẹp chặt bằng vít vào đế cầu chì, có nắp cách điện để tránh hồ quang bắn tung tóe ra xung quanh khi dây chảy đứt. Hình 1.1 Một số hình dạng dây chảy Hình 1.2 Đặc tính As của dây chảy Đặc tính cơ bản của dây chảy là đặc tính thời gian – dòng điện A – s như đường 1 hình 1.2. Dòng điện qua dây chảy càng lớn, thời gian chảy đứt càng nhỏ. Để bảo vệ được đối tượng cần bảo vệ với một dòng điện nào đó trong mạch, dây chảy phải đứt trước khi đối tượng bị phá huỷ. Do đó, đường đặc tính A – s của dây chảy phải nằm dưới đặc tính của đối tượng cần bảo vệ (đường 1). Thực tế thì dây chảy thường có đặc tính như đường 3. CC Như vậy trong miền quá tải lớn, đường 3 thấp hơn đường 2 thì cầu chì bảo vệ được đối tượng. Ngược lại trong miền Hình 1.3 Kí hiệu cầu chì trên sơ đồ điện Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 5
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử quá tải nhỏ, cầu chì không bảo vệ được đối tượng, trường hợp này dòng quá tải nhỏ, sự phát nóng của dây chảy toả ra môi trường là chủ yếu nên không đủ làm chảy dây. Trị số dòng điện mà dây chảy đứt được gọi là dòng điện giới hạn. Rõ ràng cần có Igh >Iđm để dây chảy không bị đứt khi làm việc với dòng điện định mức. I gh Đối với dây chảy bằng chì: 1,25 1,45 I dm I gh Đối với dây chảy hợp kim chì thiếc: 1,15 I dm I gh Đối với dây chảy bằng đồng: 1,6 2 I dm 1.1.2 Rơ le nhiệt. Rơ le nhiệt là phần tử dùng để bảo vệ các thiết bị điện khỏi bị quá tải. Nguyên lý cấu tạo của rơ le nhiệt được biểu diễn ở hình 1.4. Mạch lực cần bảo vệ quá tải được mắc nối tiếp với phần tử đốt nóng 1. Khi có dòng điện quá tải chạy qua, phần tử đốt nóng 1 sẽ nóng lên và tảo nhiệt ra xung quanh. Băng kép 2 khi bị đốt nóng sẽ cong lên trên, rời khỏi đòn đầu trên của đòn xoay 3 sẽ quay sang phải và kép thanh cách điện 7. Tiếp điểm thường đóng 4 mở ra, cắt mạch điều khiển đối tượng cần bảo vệ. Hình 1.4 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của rơle nhiệt Khi sự cố đã được giải quyết, băng kép 2 nguội và cong xuống nhưng chỉ tì lên đầu trên của đòn xoay 3 nên tiếp điểm 4 không tự động đóng lại được. Muốn rơle trở về trạng thái ban đầu ta ấn nút ấn hồi phục 5 để đẩy đòn xoay 3 quay thuận chiều kim đồng hồ và đầu tự do của băng kép sẽ tụt xuống giữ đòn xoay 3 ở vị trí đóng tiếp điểm 4. Đặc tính thời gian dòng điện (As): Dòng điện quá tải càng lớn thì thời gian tác động của rơle nhiệt càng ngắn. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 6
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Trong thực tế sử dụng, dòng điện định mức của rơle nhiệt thường được chọn bằng dòng điện định mức của động cơ điện cần được bảo vệ quá tải, sau đó chỉnh định giá trị của dòng điện tác động là: Itđ = (1,2 – 1,3)Iđm. Tác động của rơle nhiệt bị ảnh hưởng của môi trường xung quanh, khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng, rơle nhiệt sẽ rác động sớm hơn nghĩa là dòng điện tác động giảm. Khi đó cần phải hiệu chỉnh lại Itđ RN a) b) I/Iđm Hình 1.6: Ký hiệu của rơle nhiệt 1.1.3 Áp tô mát: Phần tử đốt nóng, Hình 1.5: Đặc tính thời gian dòng điện của rụ Áptômát là khi c ơ đi ện đóng m le nhi ệt b. Ti ạch bằng tay và cắt mếp đi ạnh tểm th ự đườ ng đóng có ự cố ộng khi có s nút ấn phục hồi như: quá tải, ngắt mạch, sụt áp... Đôi khi trong kỹ thuật cũng sử dụng áp tô mát đóng cắt không thường xuyên các mạch điện làm việc ở chế độ bình thường. Kết cấu các áptomát rất đa dạng và được chia theo chức năng bảo vệ: áptomát dòng điện cực đại, áp tomát dòng điện cực tiểu, áptomát điện áp thấp, áptomát công suất ngược ... Hình 1.7 trình bày nguyên lý làm việc của áptomát dòng điện cực đại dùng để bảo vệ mạch điện khi quá tải và khi ngắn mạch. Hình 1.8 Ký hiệu của áptomát trên sơệ đn c Hình 1.7 Aptomát dòng đi ồ điệnại ực đ Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 7
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Sau khi đóng bằng tay, áptomát cấp điện cho mạch cần được bảo vệ. Lúc này mấu của các chốt ở đầu cần 4 và đòn 5 móc vào nhau để giữ tiếp điểm động tì vào tiếp điểm tĩnh. Khi dòng điện vượt quá trị số chỉ định của aptomat qua lực căng của lò xo 3, cuộn điện từ 1 nối tiếp với mạch lực sẽ đủ lực, thắng lực cản của lò xo 3 và hút nắm từ động 2, làm cần 4 quay nhả móc chốt. Lò xo 6 kéo rời tiếp điểm động ra khỏi tiếp điểm tĩnh để cắt mạch. Chỉnh định dòng điện cực đại có thể bằng nhiều cách chẳng hạn qua chỉnh lực căng lò xo 3 tăng theo dòng điện cực đại mà aptomat phải cắt. 1.2 Các phần tử điều khiển 1.2.1 Công tắc. Công tắc là khí cụ đóng – cắt bằng tay hoặc bằng tác động cơ khí ở lưới điện hạ áp. Công tắc có loại thường hở hoặc thường kín, có loại dùng để đóng cắt trực tiếp mạch chiếu sáng hay mạch động lực có công suất nhỏ, có loại chỉ dùng trong mạch điều khiển. Hình dáng, cấu tạo của công tắc rất đa dạng song về nguyên lý đề có các tiếp điểm động và tĩnh mà ở vị trí này của công tắc thì tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh, còn ở vị trí khác thì tiếp điểm động rời khỏi tiếp điểm tĩnh. Do vậy, mạch điện được nối thông hoặc bị cắt tuỳ theo vị trí của công tắc. Số các tiếp điểm của các loại công tắc cũng nhiều ít khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng. Việc đóng cắt các tiếp điểm cũng có thể theo các nguyên tắc cơ khí khác nhau: có loại lẫy, có loại xoay ... CT NO NC a) b) Hình 1.9 Ký hiệu của tiếp điểm công tắc trên sơ đồ điện a) Tiếp điểm công tắc. b) tiếp điểm công tắc hành trình Công tắc hành trình được lắp đặt tại vị trí trên hành trình nào đó trong một hệ thống TĐĐ để đóng, cắt mạch điều khiển. Nó được dùng để điều khiển truyền động điện theo vị trí hoặc để bảo vệ, đảm bảo an toàn cho một chuyển động ở cuối hành trình. 1.2.2 Nút ấn Nút ấn ( nút bấm, nút điều khiển) dùng để đóng – cắt mạch ở lưới điện hạ áp. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 8
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Nút ấn thường được dùng để điều khiển các rơle, công tắc tơ, chuyển đổi mạch tín hiệu, bảo vệ ... sử dụng phổ biến nhất là nút ấn trong mạch điều khiển động cơ để mở máy, dừng và đảo chiều quay. Hình 1.10 trình bày kết cấu 1 số nút ấn và kí hiệu của chúng trên bản vẽ điện. Hình 1.10 Nguyên lý cấu tạo và ký hiệu của nút ấn (thường mở, thường đóng, nút bấm kép) Một số loại nút ấn thường đóng dùng trong mạch bảo vệ hoặc mạch dừng còn có chốt khoá, khi bị ấn nút tự giữ trạng thái bị ấn. Muốn xoá trạng thái này, phải xoay nút đi một góc nào đó. 1.2.3 Cầu dao Cầu dao là khí cụ đóng cắt mạch điện bằng tay ở lưới hạ áp. Cầu dao là khí cụ điện phổ biến trong dân dụng và trong công nghiệp và được dùng ở trong mạch công suất nhỏ với số lần đóng cắt rất nhỏ. Khi ngắt cầu dao, thường xẩy ra hồ quang mạnh. Để dập tắt hò quang nhanh, cần phải kéo lưới dao ra khỏi kẹp nhanh. Tốc độ kéo tay không thể nhanh được nên người ta làm thêm lưỡi dao phụ như hình 1.12. Lưỡi dao phụ 3 cùng lưỡi dao chính 1 kẹp trong 2 kẹp lúc đầu dẫn điện. Khi ngắt điện tay kéo lưỡi dao chính 1 ra trước còn lưới dao phụ 3 vẫn bị kẹp lại trong kẹp 2. Lò xo 4 bị kéo căng và tới 1 mức nào đó sẽ bật nhanh, kéo lưỡi dao phụ 3 ra khỏi kẹp 2. Do vậy, hồ quang sẽ bị kéo dài nhanh và bị dập tắt trong thời gian ngắn. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 9
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Hình 1.11 Cầu dao 2 cực Hình 1.12. Cầu dao có lưỡi dao phụ Hình 1.13. Ký hiệu của cầu dao trên sơ đồ điện Cầu dao có thể là một cực, hai cực hoặc ba, bốn cực và có thể đóng chỉ về 1 ngả hoặc đóng về 2 ngả. Cầu dao được phân loại theo điện áp (250V, 500V...), theo dòng điện (5A, 10A,...) và có loại hở, có loại có hộp bảo vệ, Cầu dao thường dùng kết hợp với cầu chì để bảo vệ ngắn mạch. 1.2.4 Bộ khống chế Bộ khống chế là khí cụ dùng để điều khiển gián tiếp (qua mạch điều khiển) hoặc điều khiển trực tiếp (qua mạch động lực) các thiết bị điện. Bộ khống chế điều khiển gián tiếp còn gọi là bộ khống chế từ hay khống chế chỉ huy. Bộ không chế điều khiển trực tiếp còn gọi là bộ khống chế động lực. Bộ khống chế là khí cụ đóng cắt đồng thời nhiều mạch (điều khiển hoặc cả điều khiển lẫn động lực) nhờ tay quay hay vô lăng quay để điều khiển một quá trình nào đó như mở máy, điều chỉnh tốc độ, đảo chiều, hãm điện ... Bộ khống chế được chia ra theo dòng điện 1 chiều hoặc xuay chiều và tuỳ theo cấu tạo còn có các bộ khống chế hình trống hay bộ khống chế hình cam. Hình 1.14 Bộ khống chế hình trống: a. Cấu tạo, b. Sơ đồ tiếp điểm Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 10
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Hình 1.14 trình bày nguyên lý cấu tạo một bộ khống chế hình trống, tang trống1 có trục quay 2 đựơc quay từng vị trí nhờ vô lăng 3. Trên tang trống có gắn các đoạn vành trượt 4 (vành tiếp xúc động). Các vành này có thể được vối với nhau bằng thanh nối 6. Do vậy mà các má đồng tiếp xúc tĩnh 7 và 8 gắn trên thanh 11 có thể được nối liền mạch qua hai vành tiếp xúc động 4 và 5 ở một góc quay tương ứng nào đó. Vị trí quay được chỉ trên đĩa chia độ cố định 12 Sơ đồ nối tiếp điểm cho trên hình 1.14b. Các dấu chấm chỉ rõ vị trí của bộ khống chế mà các tiếp điểm tương ứng được nối thông. Những tiếp điểm không có dấu chấm thì các tiếp điểm bị mở. Ví dụ như: trên hình 1.14b thì tiếp điểm 9.10 được nối thông tại các vị trí 3,0,1,2,3‘. Bộ khống chế hình trống có kết cấu cồng kềnh, phức tạp và chương trình đóng ngắt tiếp điểm không thay đổi được. Bộ khống chế hình cam khắc phục được 1 phần nhược điểm trên. Hình 1.15 cho kết cấu của một bộ khống chế hình cam. Bộ khống chế hình cam là một chồng các đĩa cam 3 có cùng một trục quay vuông 4. Các đĩa cam có các biên dạng cam khác nhau tuỳ theo chương trình đóng cắt. Khi quay trục 4, đĩa cam 3 tiếp xúc với bánh lăn 6. Bánh lăn 6 luôn tỳ sát với đĩa cam 3 nhờ lực ép của lò xo 5 thông qua cần 7 có trục quay 8. Ở phần khuyết của cam 3 thì tiếp điểm động 2 tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh 1 và mạch ab được nối thông. Ở phần lồi của cam 3 thì bánh lăn 6 bị đẩy sang phải, nén lò xo 5 và hai tiếp điểm 1,2 rời xa nhau, mạch ab bị cắt. Hình 1.15 bộ khống chế hình cam Bộ khống chế hình cam có tần số đóng cắt lớn (vài ngàn lần/giờ) hơn bộ khống chế hình trống (vài trăn lần/giờ) và thao tác dứt khoát hơn bộ khống chế hình trống do lực tiếp xúc khoẻ hơn. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 11
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Lựa chọn một bộ khống chế phải căn cứ vào điện áp định mức của mạch thao tác và quan trọng hơn là dòng điện cho phép đi qua các tiếp điểm ở chế độ làm việc liên tục và ngắn hạn lặp lại(liên quan đến tần số đóng cắt/giờ) Trị số dòng điện của tiếp điểm bộ khống chế động lực thường chọn với hệ P 3 số dự trữ là 1,2 đối với dòng điện 1 chiều: I 1,2 10 , ( A) U P Và là 1,3 đối với dòng xoay hiều: I 1,3 10 3 , ( A) 3U Trong đó P là công suất động cơ điện (kW), U là điện áp định mức nguồn cung cấp 1.2.5 Công tắc tơ Công tắc tơ là khí cụ điện điều khiển từ xa dùng để đóng cắt các mạch điện động lực ở điện áp tới 500V và các dòng điện tới vài trăm, vài nghìn A. Tuỳ theo dòng điện sử dụng, công tác tơ chia ra loại 1 chiều và loại xoay chiều. Phần tử chính của một công tác tơ là cuộn hút điện từ K và hệ thốgn các tiếp điểm. Khi cuộn K có điện, lò xo kéo cần C mở các tiếp điểm động lực (tiếp điểm chính)a,b,c và tiếp điểm phụ 1, đóng tiếp điểm phụ 2. Các tiếp điẻm 1, a,b,c, gọi là tiếp điểm thường mở. Tiếp điểm 2 gọi là tiếp điểm thường đóng. Khi cấp điện cho cuộn K, miếng sắt Fe bị hút, kéo căn lò xo LX và cần C sẽ đóng các tiếp điểm a,b, 1 và mở tiếp điểm 2. Tuỳ theo mục đích sử dụng mà các tiếp điểm được nối vào mạch lực hay mạch điều khiển một cách thích hợp. Hình 1.16 Nguyên lý cấu tạo của một công tắc tơ 1.3 Rơ le: Rơ le là loại khí cụ điện dùng để đóng – cắt mạch điều khiển, hoặc mạch bảo vệ, để liên kết giữa các khối điều khiển khác nhau, thực hiện các thao tác lôgic theo một quá trình công nghệ. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 12
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Rơ le có rất nhiều loại với các nguyên lý làm việc và chức năng khác nhau. Các rơ le được phân loại theo một số cách như sau: - Theo nguyên lý làm việc có: Rơ le điện từ, rơ le từ điện, rơ le điện động, rơ le cảm ứng, rơ le nhiệt, rơle quang, rơ le điện tử... - Theo đại lượng điện đầu vào có: Rơle dòng điện, rơ le điện áp, rơ le công suất, rơ le tổng trở, rơ le tần số, rơle lệch pha... - Theo đòn điện có rơle một chiều, rơle xoay chiều - Theo nguyên lý tác động của cơ cấu chấp hành có: rơle tiếp điểm và rơle không tiếp điểm - Theo trị số và chiều đại lượng đầu vào có: rơle cực đại, rơle cực tiểu, rơle sai lệch, rơle hướng... - Theo cách mắc có cầu thu(một cuộn hút trong rơle điện từ) vào mạch, rơ le được chia ra: rơle sơ cấp (cơ cấu thu nối thẳng vào mạch)và rơle thứ cấp (cơ cấu thu nối vào mạch qua biến áp,biến dòng hay điện trở). 1.3.1 Rơle điện từ Rơle điện tử là loại rơle đơn giản nhất và dùng rộng rãi nhất. Rơle làm việc dựa trên nguyên lý điện từ và kết cấu, nó tương tự như công tắc tơ nhưng chỉ đóng, cắt mạch điện điều khiển, không trực tiếp dùng trong mạch lực. Hình 1.17a trình bày nguyên lý kết cấu một rơle điện từ một chiều kiểu bản lề. Cuộn nam châm điện 1 quấn quanh lõi sắt 2. Hai đầu dây cuộn 1 nối ra hai chấu cắm 8. Nắp từ động 3 được lò xo 4 kéo bật lên để tiếp điểm động 5 (tiếp điểm chung COM) tỳ vào tiếp điểm tĩnh 6 thành tiếp điểm thường kín NC, còn tiếp điểm tĩnh 7 bị hở mạch (tiếp điểm thường mở NO). Khi cuộn điện từ được cấp điện, nó sẽ hút nắp từ động và tiếp điểm NO được nối với tiếp điểm COM, tiếp điểm NC bị ngắt khỏi tiếp điểm COM. Hình 1.17 Nguyên lý kết cấu của rơle điện từ Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 13
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Hình 1.17b là nguyên lý làm việc của một rơle điện từ dạng piston với tiếp điểm động dạng bán cầu 2. Cuộn hút rơle 1 là xoay chiều. Qua cách làm việc của rơle điện từ, ta có thể thấy một rơle có 3 phần chính: cơ cấu thu, cơ cấu trung gian và cơ cấu chấp hành. - Cuộn hút điện từ là cơ cấu thu vì nó tiếp nhận tín hiệu đầu vào (dòng điện, điện áp) và khi đạt một giá trị xá định nào đó thì rơle tác động. - Mạch từ là cơ cấu trung gian vì nó giúp tạo lực hút của cuộn nam châm (cuộn điện từ). Khi cuộn dây này có điện và so sánh với lực đặt trước bở lò xo phản hồi để hút và truyền kết quả tác động tới cơ cấu chấp hành. - Hệ thống tiếp điểm là cơ cấu chấp hành vì nó truyền tín hiệu cho mạch điều khiển. Quan hệ giữa đầu vào và đầu ra: khi tín hiệu đầu vào là X (dòng điện, điện áp) đạt tới một giá trị tác động X = X2 = Xtđ(tác động = hút) thì rơle hút vì lực điện từ thắng lực lò xo và đại lượng đầu ra Y ( điện áp, dòng điện tăng đột biến từ Y1 lên Y2 do tiếp điểm cơ cấu chấp hành đóng). Sau đó , Y có tăng lượng nào X>X2 thì Y2 vẫn giữ nguyên. Khi Y2 giảm tín hiệu vào dến X = Xtđ thì rơle vẫn hút do lực từ vẫn lớn hơn lực lò xo. Tới một giá trị X1 = Xnhả
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Hệ số Kđk càng lớn thì rơle càng nhạy. Các loại rơle khác nhau thì có các hệ số Knh, Kđk khác nhau. Thời gian kể từ lúc đầu vào của rơle được cấp tín hiệu cho đến lúc cơ cấu chấp hành tác động gọi là thời gian tác động ttđ. Với rơle điện từ, đó là thời gian tính từ lúc cuộn hút được cấp điện cho đến khi tiếp điểm thường mở đóng lại hoàn toàn hoặc tiếp điểm thường đóng mở ra hoàn toàn. Tuỳ theo thời gian tác động ttđ (còn gọi là thời gian trễ) mà rơle được chia ra: - Rơle không quán tính ttđ100ms 1.3.2 Rơle trung gian Nhiệm vụ của rơle trung gian là chuyển tiếp các tín hiệu điều khiển. Nó thường nằm ở vị trí giữa hai rơle khác nhau. Rơle trung gian thường là rơle điện từ. Hình 1.19 là kết cấu của một rơle trung gian. Nguyên lý làm việc của rơle trung gian tương tự như rơle Hình 1.19 Dạng chung của rơle trung gian điện từ nhưng không có sự điều chỉnh điện áp tác động. Rơle trung gian phải tác động tốt khi được đặt vào điện áp định mức trong phạm vi sai lệch U = ±15% Uđm. Số lượng tiếp điểm (tiếp điểm thường đóng, tiếp điểm thường mở, tiếp điểm chuyển đổi có cực động chung) của rơle trung gian thường nhiều hơn các loại rơle khác. Rơle trung gian có sự phân cách về điện tốt giữa mạch cuộn hút và mạch tiếp điểm. 1.3.3. Rơle dòng điện và rơle điện áp. a) Rơle dòng điện dùng bảo vệ hoặc khống chế mạch điện khi dòng điện trong mạch vượt quá hay giảm dưới một trị số nào đó đã được chỉnh định trong rơle (dòng điện đặt). Cấu tạo của một rơle dòng điện được trình bày trên hình 1.20. Mạch từ 1 được quấn cuộn dây dòng điện 2 có nhiều đầu ra. Khi có dòng điện chạy qua cuộn dây 2, từ Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 15
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử trường sẽ tác dụng một từ lực lên nắp từ động làm bằng miếng sắt hình chữ Z. Nếu dòng điện vượt quá giá trị chỉnh định thì từ lực đủ lớn thắng lực cản lò xo 4, hút nắp từ động chữ Z quay và đóng (hoặc mở) hệ tiếp điểm. Rơle dòng điện loại này thường dùng để bảo vệ dòng điện cực đại. Cuộn dây rơle dòng điện mắc nối tiếp với mạch cần bảo vệ. b) Rơle điện áp dùng để bảo vệ hoặc khống chế các thiết bị điện khi điện áp đặt vào cuộn hút của Rơle tăng quá hoặc giảm quá mức quy định. Nguyên lý cấu tạo của rơle điện áp tương tự như rơle dòng điện. Chỉ khác nhau là cuộn dây dòng điện ít vòng, tiết diện to trong rơle dòng điện được thay bằng cuộn dây điện áp nhiều vòng, tiết diện dây nhỏ. Hình 1.20 Nguyên lý cấu tạo của rơle dòng cực đại Cuộn điện áp được mắc song song với mạch cần bảo vệ. Rơle điện áp được chia ra 2 loại theo nhiệm vụ bảo vệ: - Rơle điện áp cực đại: Nắp từ động không quay ở điện áp bình thường, khi điện áp tăng quá mức, lực từ thắng lực cản lò xo và nắp từ động sẽ quay, rơle tác động. - Rơle điện áp cực tiểu: Nắp từ động không quay ở điện áp bình thường. Khi điện áp giảm quá mức, lực lò xo thắng lực từ, nắp từ động sẽ quay ngược và rơle tác động. 1.3.4. Rơle thời gian. Rơle thời gian là rơle tạo trễ đầu ra nghĩa là khi đầu vào có tín hiệu điều khiển thì sau một thời gian nào đó đầu ra mới tác động (tiếp điểm rơle mới đóng hoặc mở). Thời gian trễ có thể từ vài phần giây đến hàng giờ hoặc hơn nữa. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 16
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Rơle thời gian có nhiều loại, nhiều kiểu khác nhau dùng cả ở mạch một chiều lẫn xoay chiều. - Rơle thời gian kiểu điện từ: Dùng ở mạch một chiều và thường để duy trì thời gian nhả chậm nắp từ động tới 3s. - Rơle thời gian kiểu thủy lực: Dùng cho cả cuộn hút một chiều và xoay chiều. Hình 1.21 Rơle thời gian kiểu điện từ Hình 1.22 Rơle thời gian kiểu thuỷ lực 1.3.5. Rơle tốc độ. a, Rơ le tốc độ kiểu li tâm b, Rơle tốc độ kiểu cảm ứng 1. Trục quay; 2. Quả văng 1. Trục quay; 2. Nam châm vĩnh cửu 3. Lò xo; 4. Giá tiếp điểm 3. Lồng sóc; 4. Lõi thép Stato 5, 6. Tiếp điểm NO, NC 5. Cần tác động; 6. Các tiếp điểm Hình 1.23. Rơ le tốc độ 1.4 Các khâu bảo vệ điển hình 1.4.1 Ý nghĩa cuả việc bảo vệ. Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể có tác động ngẫu nhiên hay do chủ quan của nhân viên vận hành dẫn đến những sự cố hoặc chế độ làm việc xấu, Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 17
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử nếu không được loại bỏ kịp thời thì dẫn đến hư hỏng máy móc, thiết bị gây rối loạn quá trình sản xuất, hoặc thậm chí có thể gây nguy hiểm cho tính mạng con người. Vì vậy bảo vệ trong hệ thống điện là không thể thiếu và nó có nhiệm vụ đề phòng, loại trừ sự cố và chế độ làm việc xấu, đảm bảo vận hành an toàn cho người và thiết bị. 1.4.2 . Khâu bảo vệ ngắn mạch Trong hệ thống điều khiển tự động – truyền động điện bất kỳ là ngắn mạch 1 pha hay 3 pha đều rất nguy hiểm và bảo vệ cần cắt nhanh hệ thống ra khỏi lưới điện. Bảo vệ ngắn mạch có thể thực hiện bằng cầu chì, rơle dòng điện cực đại, tác động nhanh và áptomát. 1. Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì Trong mạch điện xoay hiều thì cầu chì được đặt trên cả 3 pha, trong mạch 1 chiều thì đặt trên cả 2 đầu của nguồn. Cấm đặt cầu chì trên dây trung tính vì khi dây chảy thì vỏ máy và các phần tử dễ tiếp xúc sẽ gây điện thế nguy hiểm Ưu điểm cơ bản của cầu chì là dễ sử dụng, đơn giản, rẻ tiền nhưng có nhược điểm lớn là tác động không chính xác mà thay đổi theo thời gian do han gỉ... chỉ dùng cho thiết bị của nhóm hộ tiêu thụ loại 3. Các điều kiện để lựa chọn cầu chì: Udđcc UL Udđcc : điện áp danh định cầu chì. UL : điện áp lưới Idđcc = K.Itmax K1 : hệ số an toàn phụ thuộc vào tải Itm : dòng tải mắc Idđcc: dòng danh định cầu chì Với động cơ lồng sóc trung đk khởi động nhẹ. K2.Idđcc K2: hệ số dòng điện khởi động Idđcc= Idđcc: dòng dđ động cơ bảo vệ 2,5 K2.Idđcc Với đk khởi động nặng Idđcc= 1,5 2 Đối với lưới điện nhà, sinh họat công động: Idđcc = 0,3 Icpdđ với Icpdđ là dòng cp dây dẫn Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 18
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử 2. Bảo vệ ngắn mạch bằng Aptomat: Thay cho cầu chì ta có Aptomat bảo vệ hoàn thiện hơn, đóng cắt tin cậy hơn, việc đóng lại Aptomat đã đóng cắt cũng rất dễ dàng. Aptomat chia làm 3 loại: Aptomat vạn năng dùng để bảo vệ khi quá tải, ngắn mạch (bảo vệ cực đại) khi quá tải ngắn mạch và mất điện áp. Loại Aptomat này bảo vệ chắc chắn nhưng giá thành cao và kích thước lớn nên ít sử dụng. Aptomat chuyên dùng: Đó là những Aptomat có công dụng đặc biệt: dùng để đóng cắt từ xa không thường xuyên và tự động cắt khi quá tải, dùng cho lưới điện 1 chiều điện áp đến 750V và dòng 6000A (kiểu AB – 45 – 1/6000). Aptomat diệt từ trường dùng để bảo vệ khi ngắn mạch, các Aptomat tác động nhanh có thời gian cắt 0,015, dùng để bảo vệ quá tải, nm và dòng điện ngược, đặc biệt nó có khả năng ngắt dòng ngắn mạch trước khi nó đạt được trị số cực đại. Aptomat chỉnh định: Loại này được dùng bảo vệ các mạch điện tránh quá tải và ngắn mạch, nó tương đối rẻ và kích thước bé so với vạn năng. Việc dùng Aptomat này thay cho cầu dao để đóng cắt, chỉ được phép khi số lần đóng cắt ít vì hệ thống cơ khí phức tạp và tuổi thọ của nó được tính bằng số lần đóng cắt. Tuổi thọ Aptomat cao: VD loại A3160 có khoảng 5000 20.000 lần đóng cắt ở dòng điện xoay chiều, 5000 10.000 lần ở dòng điện một chiều. I cđ = 1,2Ikđ; Ikđ dòng khởi động động cơ. Động cơ Rôto lồng sóc Icđ = 1,3Ikđ 3. Bảo vệ ngắn mạch = rơle dòng cực đại tác động nhanh, cắt tức thời khi có dòng nm. 1.4.3. Bảo vệ quá tải lâu dài (hay bảo vệ nhiệt) Quá tải lâu dài vượt trị số cho phép sẽ gây nên phát nóng làm nhiệt độ của dây quấn máy điện vượt quá trị số cho phép đối với cách điện của nó sẽ dân đến cháy máy điện . Để bảo vệ máy điện có thể dùng loại Aptomat chỉnh định có cơ cấu nhả hỗn hợp hoặc dùng Rơle nhiệt. Rơle nhiệt không nhạy đối với các quá tải ngắn hạn và khởi động vì phần tử thu cảm của Rơle có quán tính nhiệt , thời gian châm của nó tỷ lệ nghịch với dòng điện quá tải. Cũng do có quán tính nhiệt nên nó không bảo vệ quá tải được. Phần tử đốt nóng của Rơle nhiệt thường được mắc vào 2 pha của hệ thống 3 pha và trên 1 hoặc 2 cực của động cơ điện một chiểu. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 19
Đề cương bài giảng Trang bị điện điện tử Tiếp điểm của Rơle nhiệt là loại tiếp điểm không tự phục hồi nên sau khi nó tác động thì phải ấn nút phục hồi. Khi dùng Rơle nhiệt cần phải chú ý sao bảo đảm đặc tính nhiệt của Rơle trùng với đặc tính nhiệt động cơ được bảo vệ. Biên soạn: Trần Văn Chương Đỗ Tuấn Khanh Trần Thị Ngoạt 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.